维西—乔后断裂南段正断层活动特征

常祖峰 常昊 李鉴林 代博洋 周青云 朱家龙 罗宗其

摘要：根据野外调查结果，重点阐述了维西—乔后断裂南段的活动特征。研究表明，维西—乔后断裂南段在第四纪表现出明显的活动特征，运动性质以正断层作用为主。维西—乔后断裂南段对巍山第四纪盆地有着明显的控制作用，因受其影响盆地内阶地不对称发育。箐门口、佛堂村、洗澡塘探槽揭示该断裂断错了晚更新世堆积，被错最新地层14C年龄（15 430±60）a B.P.，OSL年龄为（11.6±1.6）ka，表明其最新活动时代在晚更新世末期。洗澡塘村断层地貌清晰，西河Ⅱ级阶地上发育高2 m左右的断层陡坎。根据阶地断层陡坎高度和阶地面形成年龄估算，晚更新世以来该断裂段垂直滑动速率约为0.18～0.32 mm/a。

关键词：维西—乔后断裂南段；巍山盆地；正断层；晚更新世；垂直滑动速率

中图分类号：P315.2 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）04-0579-08

0 引言

川滇菱形块体是青藏高原东缘侧向挤出最强的活动块体，地震频繁，是活动构造研究和地震监测预报重点关注的地区。受到华南块体的阻挡，川滇块体向南南东逃逸（图1a）（李，汪良谋，1975；阚荣举等，1977；邓起东等，2002；徐锡伟等，2003；张家声等，2003；张培震等，2003a，b；吕江宁等，2003；王阎昭等，2008；Shen et al，2005；Wang et al，2001，Zhang et al，2004）。川滇块体的西北边界金沙江断裂是一条多期活动的缝合线，第四纪时期因受青藏高原挤出运动的影响表现出右旋走滑兼逆冲性质（许志琴等，1992；邓起东等，2002），断裂中北段被认为属晚更新世—全新世活动段，第四纪右旋走滑速率为3.5～7 mm/a（唐荣昌，韩渭滨，1993；常祖峰，2015）。川滇块体的西南边界红河断裂是一条大型走滑剪切带，在云南及东南亚大陆地壳演化与陆内构造变形中具有显著地位（Tapponnier et al，1986，1990，2001；Leloup et al，1993，1995），新近纪以来该断裂主要表现为右旋走滑运动，晚第四纪滑动速率约5 mm/a，沿断裂发生多次7级左右强震（陈文寄等，1996；虢顺民等，2001；向宏发等，2004，2007；王绍晋等，2010；乔学军等，2004；王阎昭等，2008；Leloup et al，1993，1995；Tapponnier et al，1990；Socquet，Pubellier，2005；Wang et al，1998；Allen et al，1984；Schoenbohm et al，2006）。维西—乔后断裂位于川滇块体西部边缘，北接金沙江断裂，南连红河断裂，是连接南、北两条活动断裂的枢纽，因历史记载地震不显著，长期以来人们对其关注不多。而近年来研究发现，该断裂在晚第四纪表现出明显的右旋走滑特征（常祖峰等，2014；任俊杰等，2007），且据Leloup等（1995）研究，维西—乔后断裂北段发育的雪龙山韧性剪切带与哀牢山、点苍山以及越南Day Nui Con Voi韧性剪切带一起共同构成长达1 000 km大型韧性剪切带，早新生代期间，雪龙山韧性剪切带与哀牢山—红河断裂带一起表现为大规模的左旋走滑运动（Leloup et al，1995；Tapponnier et al，1990）。在区域地质演化和新构造运动发展历史上，维西—乔后断裂与红河断裂带一脉相承，后期二者均又表现为右旋走滑运动特征，所以，维西—乔后断裂应是红河活动断裂的北延部分（常祖峰等，2016）。因此，加强维西—乔后断裂活动性研究，对深入认识滇西北地区地震地质背景以及块体边界构造变形机制与样式具有重要的理论和实际意义。

1 断裂对巍山盆地的控制作用

维西—乔后断裂，北起雪龙山东麓白济汛一带，经维西、通甸、乔后，止于巍山盆地南端，走向北北西，长约280 km（图1b）。大致以玉狮场、平坡为界，可将断裂分为北段、中段和南段3段。新构造运动期，北段和中段主要表现为右旋走滑运动，南段（巍山盆地段）则主要表现为正断层运动性质。本文根据1∶5万活动断层填图和野外调查结果，重点讨论南段的活动特征。

在断裂南段洗澡塘一带出露有较大面积的喜山期正长斑岩（图2）。正长斑岩等碱性岩属拉张构造环境下产生的岩浆岩与北部剑川盆地出露的粗面岩属于同一时代，表明自喜山期以来这些断裂即有明显活动并具张性性质。

2 探槽揭示的断层活动特征

2.1 箐门口探槽

探槽剖面位于巍山盆地西缘基岩山体与盆地的交接部位（图4a，b），该剖面为中石油输油管道施工作业所挖，宽6～8 m，深5～7 m，长数千米（图4）。断层破碎带宽5～6 m，上盘为晚更新世晚期坡积层，坡积物质松散，下部采集14C样品，其测年结果为（15 430±60）a B.P.（美国BETA实验室），属于晚更新世晚期堆积（图4c～d），表明断层在晚更新世晚期曾有活动。断层表现为明显的正断层性质。

该探槽内，图4剖面以西15 m处见多条次级断层发育（图5，图4b），F1和F4为基岩断层，但F2和F3新活动特征明显，表现为正断层特征，并且断错了上部Q3p有一定程度胶结的坡积角砾层。根据颜色、胶结程度、岩性对比，该坡积角砾层与上述坡积层属于同一套地层。

2.2 佛堂村探槽

佛堂村探槽位于巍山盆地西缘，地貌上表现为断层槽地（图6a），旁侧发育有断层陡坎，陡坎高1.5 m左右。探槽跨越槽地和一侧的断层陡坎（图6b）。

探槽揭露的地层共有9 套地层（图7）：①灰黄色耕土层；②现代河流堆积灰色粉砂层；③现代河流堆积灰色粘土层；④褐灰色粘土层；⑤褐黄色粘土层；⑥灰色粘土层；⑦含碎石（角砾状）粘土层；⑧侏罗系泥岩；⑨侏罗系砂质泥岩。

探槽SE壁揭露的断层有4条：F1和F2断错层⑧侏罗系泥岩和层⑦含碎石（角砾状）粘土（图6c），层⑦基本松散但稍有胶结，根据经验判断其应该属于晚更新世堆积；F3为基岩断层， 断错了侏罗系泥岩，上覆层⑦洪积含碎石（角砾状）粘土未被错断；F4断错层⑧侏罗系泥岩、层⑦含碎石（角砾状）粘土和层⑤褐黄色粘土层，被层④褐灰色粘土层平稳覆盖。层⑤采集到两个14C样品（炭粒）（图6d），测年结果为（10 610±40）a B.P.（样品14C87）和（13 170±50）a B.P. （样品14C86）（美国BETA实验室），为晚更新世晚期堆积。遗憾的是，在层④和层⑥中未能采集到合适的测年样品。断层陡坎的旁侧发育有现代河流，对其沉积进行14C测年，但未有结果。

探槽NW壁情况与SE壁基本一样，断层相互对应且主要发育在陡坎下方及其附近（图6e），在其中一条断面上见清晰的垂向擦痕（图6f），指示正断性质。篇幅所限，这里不再赘述。此探槽清晰地揭示出断层断错了晚更新世晚期褐黄色粘土层（层⑤），被错地层最新时代与上述箐门口被错地层基本相近，充分说明断层在晚更新世有过明显活动。层⑤褐黄色粘土层被错后，其上沉积了层④褐灰色粘土及其以上地层，未见断层更新的活动迹象。

2.3 洗澡塘探槽

洗澡塘见基岩破碎带宽约30 m。此处断层地貌清晰，发育清晰的断层垭口和坡中谷地貌，在西河Ⅱ级阶地上发育高约2 m的断层陡坎（图8a）。笔者在陡坎附近进行了探槽开挖。

揭露地层为河流相堆积，主要有6层：①褐色壤土层；②褐黄色砂质粘土层；③灰白色含砂砾石层；④褐红色含砾砂粘土；⑤褐黄色粘土；⑥褐色粘土。

探槽SE壁可见有2条断层存在。F1断层断错层④、层⑤、层⑥，层④光释光（OSL）年龄为距今（11.6±1.6）ka，层⑤下部光释光（OSL）年龄为距今（18.8±1.4）ka（山东省地震局），错距0.35～0.4 m，具有显著的正断层性质（图8b～c）。F2断层断错层⑤和层⑥，层⑤上部光释光（OSL）年龄为距今（11.6±1.6）ka，位错明显，垂直位错量约1 m。探槽揭示晚更新世晚期断层曾有活动。

2.4 断层垂直滑动速率

箐门口探槽揭示出正断层破碎带，上盘为晚更新世晚期坡积层，其下部14C年龄为（15 430±60）a B.P.。据剖面情况，在5 m高度内未见到下盘对应断层，估计下盘的对应层已被剥蚀殆尽，由此推算其垂直错距应大于5 m，暂按5 m计，由此计算得出晚更新世晚期以来断裂的垂直滑动速率约为0.32 mm/a。

在盆地西缘贝忙一带，西河Ⅳ级阶地上发育有第四纪断层（图9a），且断层沿线上见有断塞塘等地貌。沿断层线追踪，发现Ⅳ级阶地上存在着清晰的断层陡坎，坎高22～25 m（图9b）。该阶地为基座阶地，阶地上部深1.5 m处细砂层光释光（OSL）年龄为（93.9±1.4）ka，它基本上可以代表阶地面的形成年龄。断层陡坎是该级阶地形成后断层运动造成，因此，陡坎高度基本上代表了断层的垂直错距，如按此年龄进行估算，则晚更新世以来该断裂段的平均垂直滑动速率为0.23～0.27 mm/a。

洗澡塘村断层地貌清晰，西河Ⅱ级阶地上发育高2 m左右的断层陡坎。探槽揭露断层断错了晚更新世地层，Ⅱ级阶地形成时代为（11.6±1.6）～（18.8±1.4）ka。高2 m断层陡坎，应该是在Ⅱ级阶地形成后由于断层活动所致，故可按最小年龄11 000 a计，由此计算得出该断裂段垂直滑动速率为0.18 mm/a。

综合以上，晚更新世以来维西—乔后断裂南段垂直滑动速率约为0.18～0.32 mm/a。

野外调查期间，笔者试图寻找该断裂段全新世活动迹象，但一无所获。曾被认作是全新世时期断错的地貌陡坎，大都经过了多次的人为改造，很难确定是全新世活动的证据。从活动时代和滑动速率分析，该断裂段具有发生中等强度地震的危险性。历史上，沿此断裂段记载有4次中强地震，即1499年51/2级地震、1520年51/2级地震、1586年53/4级地震和1895年7月11日5级地震（云南省地震局，1988），这似乎从侧面印证了断裂的活动程度。笔者曾进行多个探槽的开挖，没有发现可靠的古地震遗迹。

3 结语

以上研究表明，维西—乔后断裂南段在第四纪表现出明显的活动特征，运动性质以正断层作用为主。断裂对巍山盆地有着明显的控制作用，受其影响盆地内阶地不对称发育。箐门口、佛堂村、洗澡塘探槽揭示，断裂断错了晚更新世晚期堆积。洗澡塘村断层地貌清晰，西河Ⅱ级阶地上发育高约2 m的断层陡坎。根据阶地断层陡坎高度和阶地面年龄估算，晚更新世以来该断裂段的垂直滑动速率约为0.18～0.32 mm/a。

巍山盆地位于点苍山—哀牢山西缘，与北缘的剑川盆地和东北缘的洱源盆地遥相呼应，它们均表现出明显的拉张构造特征，有学者认为滇西北裂陷盆地可能跟红河右旋走滑断裂的尾端拉张有关，而笔者认为可能与5百万年来点苍山—哀牢山的快速隆起有关。

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The Characteristic of Active Normal Faulting of theSouthern Segment of Weixi-Qiaohou Fault

CHANG Zufeng1，CHANG Hao1，LI Jianlin1，DAI Boyang1，ZHOU Qingyun1，ZHU Jialong2，LUO Zongqi2

（1.Earthquake Administration of Yunnan Province，Kunming 650224，Yunnan，China）

（2.Yunnan Weishan Country Seismological Office，Weishan 672400，Yunnan，China）

Abstract

According to geological and geomorphic field observations，we mainly elaborate the active feature of the southern segment of Weixi-Qiaohou Fault.It is revealed that the fault is apparently active in Quaternary，behaving normal faulting primarily.The Weishan quaternary basin is apparently controlled by the fault，and the terraces in the basin have developed asymmetrically under its influence.It is documented that late Pleistocene accumulations with 14C age （1 5430±60） a B.P and OSL age （11.6±1.6） ka has been displaced by the fault，revealed by the exploratory trenches at Qingmenkou，Fotang and Xizaotang villages.Therefore，it suggests that the fault is newly active in late Pleistocene.The fault landform is clear at Xizaotang village，there is a 2 m high fault scarp on the T2 terrace of the Xihe river.It is estimated the fault has a average vertical slip rate of 0.18～0.32 mm/a since late Pleistocene，based on displaced magnitude of the river terraces and their ages formed.

Key words：the southern segment of Weixi-Qiaohou Fault；Weishan basin；normal fault；late Pleistocene；vertical slip rate